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现有一根长L=1m的刚性轻绳,其一端固定于O点,另一端系着质量m=0.5kg的小...

现有一根长L=1m的刚性轻绳,其一端固定于O,另一端系着质量m=0.5kg的小球(可视为质点),将小球提至O点正上方的A点处,此时绳刚好伸直且无张力,如图所示。不计空气阻力,g=10m/s2,则:

(1)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为多少?

(2)在小球以速度v2=1m/s水平抛出的瞬间,绳中若有张力,求其大小;若无张力,试求绳子再次伸直时所经历的时间。

(3)接上问,当小球摆到最低点时,绳子拉力的大小是多少?

 

(1)3N(2)0.6s(3)10.92N或者 【解析】试题根据判断可以知道,故绳中有张力,由向心力的公式可以求得绳的拉力的大小;由于,故绳中没有张力,小球将做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得运动的时间. (1)绳子刚好无拉力时对应的临界速度满足,解得 因为,所以绳子有拉力且满足,解得 (2)因为,所以绳子无拉力,小球以作平抛运动 设经过t后绳子再次伸直,则满足方程 其中, ,解得t=0.6s (3)当t=0.6s时,可得x=0.6m,y=1.8m,小球在O点右下方位置,且O与小球连线与竖直方向的夹角满足 且此时速度的水平分量与竖直分量分别为, 绳伸直的一瞬间,小球的速度沿绳分量突变为零,只剩下垂直于绳子方向的速度 接着小球以为初速度绕着O作圆周运动摆到最低点,设最低点速度为v 则, ,解得或10.92N  
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考点分析:
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在光滑的水平面内,建立一平面直角坐标系,一质量m=1kg的小物块以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点O时开始受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OAx轴成37°角,如图所示。(sin37°=0.6cos37°=0.8)

1)如果小物块的运动轨迹与直线OA相交于P点,则求物块从O点到P点所经历的时间以及P点的位置坐标。

2)求小物块经过P点时的速度大小vp以及速度方向与x轴的夹角α(用tanα表示)。

 

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我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程,假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取。求:

(1)飞机滑跑过程中加速度a的大小;

(2)飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P

 

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如图所示,假设某星球表面上有一倾角为θ=37°的固定斜面,一质量为m=2.0 kg的小物块从斜面底端以速度9 m/s沿斜面向上运动,小物块运动1.5 s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25,该星球半径为R=1.2×103km.试求:(sin  37°=0.6,cos 37°=0.8)

(1)该星球表面上的重力加速度g的大小.

(2)该星球的第一宇宙速度.

 

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一个同学在探究平抛运动的规律的实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离Δx相等的三点ABC,量得Δx=0.4m,又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1mh2=0.5mg10m/s2,利用这些数据,可得:

1)物体从AB所用的时间T=___________s 

2)物体抛出时的初速度为___________m/s

3)物体经过B点时速度为___________m/s

 

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如图,两个质量均为m的小木块ab(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为lb与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )

A.b一定比a先开始滑动 B.ab所受的摩擦力始终相等

C.ωb开始滑动的临界角速度 D.ω时,a所受摩擦力的大小为kmg

 

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